Industriegase: Unsichtbar, aber wichtig für High-Tech

Mitten in der Hitze in Dung Quất (Quang Ngai) ragen zylindrische und kugelförmige Tanks, so groß wie ein vier- bis fünfstöckiges Gebäude, im Werk der Firma Messer (Deutschland).

Das Rohmaterial für dieses Werk ist kein Erdöl, Erz oder teure Chemikalien, sondern Luft – sie ist überall kostenlos verfügbar.

Aber um diese "kostenlose" Luft in Sauerstoff, Stickstoff, Argon oder wenige Gramm reiner Edelgase für die Halbleiterproduktion zu verwandeln, muss das Werk ein Tiefkühlsystem bei etwa -175°C betreiben. Wie ein Ingenieur von Messer sagt: "Obwohl das Ausgangsmaterial für Gasetrennungswerke komplett kostenlos ist, verbraucht der Herstellungsprozess sehr viel Strom."

Dieses Werk stellt ein fast unsichtbares, aber äußerst wichtiges Material für die Herstellung von Chips, Mobiltelefonen oder Flugzeugen her: Industriegase.

Die Nachfrage steigt schnell

In Vietnam stammt die Nachfrage nach Industriegasen hauptsächlich aus den Bereichen Automobil, Lebensmittel- und Getränkeverarbeitung sowie Metallverarbeitung. Diese verwenden immer mehr Sauerstoff, Stickstoff und Argon.

Davon wird Sauerstoff am häufigsten verwendet und macht etwa 40% des vietnamesischen Industriegasmarktes aus. Sauerstoff wird in Stahlöfen eingeblasen, um Verunreinigungen wie Kohlenstoff, Silizium und Phosphor zu oxidieren, die Schmelzzeit zu verkürzen und die Stahlerzeugung zu steigern. Das Gas erhöht auch die Flammentemperatur, was das Schneiden und Schweißen von dickem Metall schneller und sauberer macht. Außerdem verwenden Firmen Sauerstoff bei der Abwasserbehandlung, Sterilisation oder zur Unterstützung kontrollierter Fermentationsprozesse in einigen Lebensmittel- und Getränkelinien.

Stickstoff ist ein inertes Gas, das nicht leicht reagiert und deshalb zum Schutz verwendet wird, um Oxidation und Schäden zu verhindern. Lebensmittel- und Getränkeverarbeitende Branchen pumpen oft Stickstoff in Verpackungen, um die Haltbarkeit zu verlängern und Mikroorganismen abzutöten. Flüssiger Stickstoff wird auch zum Schnellkühlen von Fleisch, Meeresfrüchten und Obst verwendet. In der Produktion und im Automobilbereich wird Stickstoff zum Reinigen, Spülen von Rohren, Schützen von Metalloberflächen bei der Wärmebehandlung und zum Schaffen einer inerten Atmosphäre bei der Herstellung von elektronischen Bauteilen und Halbleitern verwendet.

Argon ist ebenfalls ein inertes Gas, aber schwerer und stabiler. Es spielt eine Schlüsselrolle beim TIG/MIG-Schweißen, um den Schweißnaht vor Verunreinigungen zu schützen und wird zum Rühren und Reinigen von flüssigem Stahl und zur Schaffung einer extrem sauberen Umgebung bei der Herstellung von Chips, Displays und empfindlichen elektronischen Bauteilen verwendet.

Mit dem Wachstum traditioneller Industrien expandiert auch der Gesundheits- und Medizinbereich und erfordert eine gleichbleibende Versorgung mit medizinischen Industriegasen wie Sauerstoff, medizinischer Luft, Distickstoffmonoxid, Stickstoff, Kohlendioxid, Helium, Stickstoffmonoxid und Argon. Diese Gase werden zur Atemunterstützung, Notfallwiederbelebung, Schmerzlinderung, Narkose, Gewebekühlung und zur Unterstützung von Diagnosen verwendet.

Insbesondere die ausländischen Direktinvestitionen in die Produktion und Erweiterung von High-Tech-Bereichen wie Elektronik und Halbleitern schaffen zusätzliche Nachfrage nach seltenen Gasen wie Neon, Krypton, Xenon, Helium und Argon.

Diese Gase werden oft als Umgebung für Laser-Gravur oder zum Schutz von Siliziumkristallen vor Oxidation verwendet. Zum Beispiel ist Samsung, ein großes Elektronikunternehmen mit 6 Fabriken in Vietnam, einer der größten Verbraucher von seltenen Gasen für die Herstellung von Displays und Halbleitern.

Derzeit steigt die Nachfrage nach Industriegasen in Vietnam schnell mit der Erweiterung der industriellen Produktion. Laut 6Wresearch erreicht der nationale Industriegasmarkt im Jahr 2025 etwa 152 Millionen USD mit einer jährlichen Wachstumsrate von 8,2% bis zum Jahr 2032.

Laut Angaben des Chemieamts (Ministerium für Industrie und Handel) aus dem Jahr 2021 gibt es in Vietnam etwa 500 Unternehmen, die mit der Herstellung von Industriegasen verbunden sind. Die meisten dieser Firmen sind jedoch nur im Vertrieb, Handel und in der Abfüllung tätig. Hersteller wie Messer sind wenige. In ganz Vietnam gibt es derzeit nur etwa 10 Unternehmen, die Industriegase herstellen.

Warum ist die Herstellung von Industriegasen nicht einfach?

Die Arbeit eines Gasetrennungswerkes klingt zunächst einfach: Umgebungsluft ansaugen, komprimieren, auf extrem niedrige Temperaturen kühlen und in ihre einzelnen Bestandteile trennen. Aber hinter diesem Prozess steckt eine energieintensive und präzise Hochtechnologie-Industrie.

In der Luft (nach Abzug von Wasserstoff) sind 78% Stickstoff, 21% Sauerstoff und 0,9% Argon; der Rest macht einen sehr kleinen Prozentsatz von CO2 und seltenen Gasen wie Neon, Helium, Krypton und Xenon aus.

Für Gasetrennungswerke, die hauptsächlich Tiefkühldestillation verwenden, wie das von Messer, sagen Ingenieure, dass die Luftströmung zuerst staubgefiltert und auf etwa 6 bar Druck komprimiert, dann vorläufig gekühlt und durch ein Molekularsieb geleitet wird, um Wasser und CO2 zu entfernen – Komponenten, die gefrieren und Probleme verursachen könnten.